Mini-Brennstoffzelle für Drohnen, Robos und Co
Forscher des Instituts für Wissenschaft Tokio vervierfachen Reichweite mit Spezialwärmeisolierung
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Mini-Brennstoffzelle lässt herkömmliche Batterien alt aussehen (Illustration: isct.ac.jp) |
Tokio (pte002/28.01.2026/06:05)
Drohnen, kompakte Roboter und mobile KI-Hardware werden künftig nicht mehr von Batterien mit Strom versorgt, sondern mit kompakten Brennstoffzellen. Denn Forscher des Instituts für Wissenschaft Tokio haben das Wärmeproblem gelöst, das bisher den mobilen Einsatz von Brennstoffzellen verhinderte. Eine spezielle Wärmeisolierung macht die Manipulation solcher Zellen so einfach wie den Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien, die derzeit die bevorzugte Energiequelle die Geräte ist.
Gegen thermische Belastung
Die Forscher setzen Festoxid-Brennstoffzellen ein, die eine hohe Speicherkapazität haben, allerdings bei Temperaturen von 600 Grad Celsius und mehr betrieben werden. Das verhinderte bisher den gefahrlosen mobilen Einsatz. Die Energiedichte dieser Speicher ist allerdings für viele Anwendungen nicht ausreichend, etwa für längere Drohnenflüge. Brennstoffzellen, die mit wasserstoffhaltigen Flüssigkeiten versorgt werden, können bei gleichem Volumen viermal mehr Strom speichern.
Entsprechend größer ist die Reichweite von mobilen Geräten. Der Prototyp hat eine Leistung von 20 Watt. Bisher werden Brennstoffzellen dieser Bauart ausschließlich stationär genutzt, da deren Miniaturisierung wegen der großen Temperaturunterschiede zwischen den inneren und äußeren Materialien umso schwerer zu bewältigen sind, je kleiner das Gerät ist. Die thermische Belastung lässt herkömmliche Konstruktionen reißen und versagen, was ernste Gefahren bedeutet.
Außenhülle wird nur handwarm
Die neue Zelle ist so groß wie ein Handteller. Die Isolation ist so effektiv, dass trotz der großen inneren Hitze die Außenhülle nur handwarm wird. Das Gerät erreicht seine Betriebstemperatur von 600 Grad innerhalb von fünf Minuten - eine erhebliche Beschleunigung im Vergleich zu der halben Stunde, die die meisten großen Brennstoffzellen dieser Bauart benötigen.
"Durch die Verkleinerung herkömmlicher stationärer Brennstoffzellen auf Handflächengröße ebnet diese Arbeit den Weg für tragbare Energiesysteme und zeigt das Potenzial für netzunabhängige Energiequellen mit hoher Energiedichte, die mobile Geräte direkt mit Strom versorgen können", so Tetsuya Yamada vom Labor für interdisziplinäre Zukunftsforschung.
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